Концепция времени в современной физической науке. Научный взгляд на путешествия во времени

                                                                                 Опубликовано: 4 мая 2010г.

 
 

                                                           

 
 

          По мнению одного из крупнейших  теоретиков современной физики, британского профессора Стивена Хокинга, путешествие человека во времени и посещение им буду-щего - возможно, а прошлого - нет.  

 

          Сенсационную статью, посвященную  его новейшим исследовательским  выводам, публикует лондонский  еженедельник Sunday Times. "Мировая наука  длительное время расценивала  разговоры о путешествии во  времени как ересь, и я обычно  воздерживался от высказываний по данной теме, чтобы меня не считали чудаком. Однако сейчас я не хочу быть излишне острожным", - заявил Хокинг.

 

                                                                             -12-

         По его мнению, нет никаких теоретических препятствий для того, чтобы человек мог побывать в будущем, сообщает деловая газета "Взгляд". Для этого, правда, необхо-димо создать сверхскоростной космический аппарат, способный достигать 98% от скорости света, считает ученый.

 

         "С момента старта с Земли такому кораблю потребуется 6 лет, чтобы развить подобную скорость. В результате в нем изменится течение времени - для людей на борту аппарата оно замедлится: за время прожитых ими одних суток на Земле пройдет целый год", - отметил ученый.

 

          Он добавил, что создание подобного корабля вскоре встанет в повестку дня челове-чества, так как необходимо будет выходить за пределы нашей Солнечной системы для сохранения человеческой цивилизации.

 

 

         Необходимо отметить, что фантастическая технология "пространственно-временных тоннелей", без которой не обходится практически ни одно произведение фантастов, нап-рямую относится к теме, которой занимается астрофизик - теории гравитации.

 

         В общей теории относительности  Эйнштейна гравитация и есть искривление прост-ранства-времени. Выкладки, сделанные Эйнштейном в 1910-х годах были подтверждены целым рядом экспериментов и астрономических наблюдений - ученые увидели, что мас-сивные тела отклоняют в сторону световые лучи, а особо крупные скопления материи в космосе работают и вовсе как гравитационные линзы.

 

         И с математической точки зрения  пространство-время можно не просто  искривить,   а искривить так,  чтобы сделать тот самый "тоннель", о котором пишут фантасты, через  который действительно можно достичь других звезд. Эта идея была изначально взята пи-сателями из вполне серьезной физики - правда, не без определенных нюансов. 

 

        В своей лекции "Искривления  пространства-времени", которую Хокинг  написал еще в 1999 году, эти нюансы разобраны. Ученый указывает на то, что для открытия "тоннеля" требуется очень большая (фактически недостижимая в сколько-нибудь обозримом буду-щем) плотность энергии и, более того, эта энергия должна быть отрицательной. Иными словами, для создания межзвездных порталов нужно нечто с отрицательной массой и соз-дающее антигравитацию, причем этого "нечто" потребуется очень много - так что рассчи-тывать на прыжки к звездам пока что не стоит. Однако, на около световой скорости кос-мические путешествия и перемещения в будущее все же возможны, а вот в прошлое - нет.

 

       Ученый отметил, что теория, согласно  которой во времени существуют "дыры", через которые можно  попасть в прошлое, противоречит  основам науки, передает ИТАР-ТАСС.

 

                                                                                                                                        Справка.

 

       Напомним, что Стивен Хокинг прославился  своими открытиями в области  космоло-гии и квантовой гравитации. Ученый подробно изучил "черные дыры" и пришел к выводу, что они испаряются за счет явления, которое было названо "излучением Хокинга". Про-фессор также объяснил парадокс об исчезновении информации в "черных дырах".

 

        Еще в 1963 году Стивену Хокингу  был поставлен диагноз "рассеянный склероз". Из-

 

                                                                             -13-

за болезни  двигательных нейронов 22-летний мужчина  на всю жизнь оказался прикован к  инвалидной коляске. Позднее у него возникли проблемы с голосом, и с 1985 года ученый общался с людьми исключительно с помощью синтезатора речи. Тем не менее, профессор до последнего времени вел активный образ жизни. Так, недавно он совершил полет в сос-тоянии невесомости на специальном самолете и готовился к отправке в космос.

 

       При этом Стивен Хокинг остается  одной из наиболее влиятельных  фигур в научном мире. Он является  членом Лондонского Королевского  общества, а Кембриджском универ-ситете  занимает пост Лукасовского профессора  математики, который в свое время  при-надлежал Исааку Ньютону.

                                                                                                                                         По теме.

 

       Недавно ученые попытались проанализировать, как мысленное путешествие во вре-мени отражается в сенсорно-двигательных системах, которые помогают регулировать перемещения человека. Оказалось, что наше восприятие времени и пространства сильно взаимосвязаны.

 

      Психологи Линден Майлс, Луис  Найнд и Нил Макрей из Абердинского  университета провели исследование, чтобы измерить эту взаимосвязь в лабораторных условиях. Участ-ники носили датчики движения, пока вспоминали произвольные прошлые или представ-ляли будущие события.

 

      Исследователи обнаружили, что размышления  о прошлом и будущем могут буквально перемещать нас. Явление получило название хроностезия: те, кто думал о прошлом, дви-гались назад; те же, кто представлял будущее, двигались вперед.

 

      Результаты исследования позволяют  предположить, что хроностезия может  основы-ваться на процессах, которые связывают пространственные и временные метафоры (нап-ример, будущее - вперед, прошлое - назад) с нашими системами восприятия и действия.

                                                                                                              

                                                                                                             Источник: Life-News.ru.

 
 
 

   

            Действительно, в 90-х годах Стивен Хокинг категорически отрицал саму возмож-ность перемещений во времени. Однако ни он сам, ни другие физики не смогли обнару-жить ни одного закона, прямо запрещавшего такие путешествия. Сейчас наука принци-пиально изменила своё мнение. Путешествия во времени возможны и в недалеком буду-щем вполне осуществимы! 

            

             С точки зрения науки можно  сказать, что путешествия во  времени были реши-тельно невозможны  в ньютоновой вселенной, где время текло равномерно и прямоли-нейно. Однажды случившееся не могло измениться ни при каких обстоятельствах. Одна секунда на Земле равнялась одной секунде в любой другой точке Вселенной. Эйнштейн опроверг эту концепцию и показал, что время больше похоже на извилистую реку, кото-рая пересекает Вселенную; петляя меж звезд и галактик, оно ускоряется и замедляется. Так что одна секунда на Земле вовсе не абсолютна; время в разных точках Вселенной те-чет совершено по-разному!

 

                                                                        -14-

            Современная наука допускает несколько возможных способов путешествия в буду-щее (строго говоря, любой человек путешествует в будущее, даже когда он просто лежит на диване, так что речь идет об ускоренном путешествии):

     

      1)   Физический (на основе следствий теории относительности), суть которого - это

движение со скоростью, близкой к скорости света. Согласно специальной теории относи-тельности Эйнштейна, время в ракете замедляется, причем тем сильнее, чем быстрее она движется. Писатели-фантасты любят рассуждать о том, что, если удастся преодолеть све-товой барьер, то можно будет вернуться назад по времени. На самом деле это невозможно — ведь чтобы достичь скорости света, придется обзавестись и бесконечной массой! Ско-рость света пока –  непреодолимый барьер для любой ракеты…

             Тем не менее, путешествия в будущее возможны, и это экспериментально подт-верждали уже миллионы раз. Даже путешествие героя «Машины времени» в далекое бу-дущее в принципе возможно. Если астронавт будет двигаться с околосветовой скоростью, на дорогу до одной из ближайших звезд ему может потребоваться, скажем, одна минута. На Земле при этом пройдет четыре года, но для него лично время сдвинется всего лишь на одну минуту, потому что время в корабле сильно замедлится. Получится, что астронавт при этом переместится в будущее Земли на четыре года. (Вообще говоря, наши астронав-ты совершают короткое путешествие в будущее каждый раз, когда летают в космос. Пока они летают вокруг Земли со скоростью 8 км/с, их часы идут чуть медленнее, чем часы на Земле. Можно подсчитать, что за время годичной экспедиции на космической станции они к моменту возвращения на Землю перемещаются в будущее на долю секунды. Миро-вой рекорд в путешествиях во времени принадлежит в настоящее время российскому кос-монавту Сергею Авдееву, который за 748 суток, проведенных на орбите, переместился в будущее уже на 0,02 с.!).  Время путешествия, измеренное по часам того, кто двигался с околосветной скоростью, всегда меньше измеренного по часам того, кто оставался неподвижен («парадокс близнецов»). Есть и другой способ - нахождение в области сверх-высокой гравитации, например, вблизи горизонта событий «чёрной дыры».     

 

       2)   Биологический — остановка метаболизма тела с последующим восстановлением. Например, замораживание (крионика). Впрочем, мы уже знаем: такие эксперименты ведут к перемещению в биологическом времени, а нас интересует время физическое!    

 

             Существуют также несколько гипотетических способов попасть в прошлое:

 

       1)  Общая теория относительности допускает возможность существования «крото-

вых нор» (англ. wormhole — червоточина). Это нечто вроде туннелей (возможно, очень коротких), соединяющих удалённые области в пространстве.

            Разрабатывая теорию «кротовых  нор», К. Торн и М. Моррис  заметили, что если перемещать  один конец (А) короткой норы  с большой скоростью, а потом  приблизить его к другому концу  (Б), то — в силу парадокса  близнецов — объект, попавший  в момент времени T во вход А, может (см. ниже) выйти из Б в момент, предшествующий T. Таким способом, однако, невозможно попасть во время, предшествующее созданию самой маши-ны времени. Из уравнений Эйнштейна следует:  кротовая нора захлопнется раньше, чем путешественник сумеет пройти через неё (как, например, в случае «моста Эйнштейна-Ро-зена» — первой описанной кротовой норы), если её не будет удерживать от этого так на-зываемая «экзотическая материя» — материя с отрицательной плотностью энергии. Су-ществование экзотической материи подтверждено как теоретически, так и экспериментом (эффект Казимира). Реализация этой схемы связана с очень серьезными трудностями. Так, кротовая нора может оказаться совсем крошечной, намного меньше размеров атома.

 

                                                                             -15-

       2)  В 1936 г. Ван Штокум обнаружил, что тело, вращающееся вокруг массивного и бесконечно длинного цилиндра, попадёт в прошлое (позже Ф. Типлер предположил, что это возможно и в случае цилиндра конечной длины [3]). Таким цилиндром могла бы быть так называемая космическая струна, но нет надёжных свидетельств, что космические струны существуют, и вряд ли есть способ создавать новые; так, концентрические сферы, возможно, потребуется обжать до расстояний планковского масштаба, чтобы получить достаточно отрицательной энергии.

 

          Да и так ли это нужно? Если бы мы могли путешествовать в прошлое, изучать исто-рию было бы невозможно. Стоило бы историку записать прошедшие события, как кто-ни-будь мог вернуться в прошлое и изменить его. Машина времени не только лишила бы историков работы, но и позволила бы нам произвольно изменять его течение. Если бы, к примеру, кто-нибудь отправился в прошлое, в эру динозавров, и случайно раздавил бы первое млекопитающее — нашего общего предка, — он мог бы стереть с лица Земли весь род человеческий. В лучшем случае история превратилась бы в бесконечный сумас-шедший аттракцион, когда повсюду сновали бы туристы из будущего с фотоаппаратами и пытались получше заснять исторические события…